JP3307888B2 - 回転電動機及びその製造方法及び巻線機 - Google Patents
回転電動機及びその製造方法及び巻線機Info
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Description
製造方法及び巻線機に関するものである。
ディスク装置用のスピンドルモータのステータを示して
いる。図において、一体で打ち抜かれたステータコア2
0と、そのステータコア20の磁極ティースの各々に巻
かれスロットに収納されたステータコイル2が示されて
いる。このスピンドルモータは、インナロータと呼ばれ
る構成であり、ステータの内側に対向してロータおよび
ロータマグネットが配置されている。インナロータの特
長としては、薄型にモータを構成することができ、コン
パクト・薄型化が要求されている磁気ディスクや光ディ
スク駆動装置に適していることである。
に記載された従来例である。図140は、一体で打ち抜
かれたステータコアを示しており、図141は、そのス
テータコアの磁極ティース15の一つにステータコイル
2を巻いた状態を示している。この従来例は、アウタロ
ータと呼ばれる構成であり、ステータの外側に対向して
リング状のロータおよびロータマグネットが配置されて
いる。ロータの軸はステータの中央にあり、ロータ軸と
リング状のロータマグネットとは薄い円板で繋がってい
る。この構成のスピンドルモータは、小径化と薄型化が
可能であるため、磁気ディスクや光ディスク駆動装置用
のスピンドルモータにおいては、最も適用されているモ
ータである。
に記載された内容を示している。この従来例は、従来例
2と同じアウタロータの構成となるスピンドルモータの
ステータを示している。従来例2との相違点は、各磁極
ティースの一部を分割構造としており、図142の例で
は、コイル2を巻線した後に磁極ティースのスロット頭
部15−2を差し込んで組み立てている。また、図14
3の例では、各磁極ティース15−3に個別に巻線をし
た後にステータ本体15−1に差し込んで組み立ててい
る。
気ディスクや光ディスク駆動装置のモータの構成を示す
もので、インナーロータ型のモータである。図におい
て、3つの磁極ティース15が一つの分割ブロックとな
ってステータコア20が構成されており、各々の磁極テ
ィース15にコイル2が巻線されている。このモータの
特徴は、ディスク駆動装置のヘッドの移動空間にはステ
ータコア20を配置しないことである。尚、ステータコ
ア20が配置されていないロータマグネット4の外周部
にはロータマグネットを被うようにシールドヨーク4a
が配されている。
4号公報に示された従来のフロッピーディスク装置用の
スピンドルモータのステータ構造を示している。同図に
示されるモータは、インナロータ型と呼ばれるもので、
ステータ120に対して内側にロータ110が配置され
たものである。図において、122は一体で打ち抜かれ
たステータコア、130はそのステータコア122の磁
極ティース122aの各々に巻かれたステータコイルで
ある。このステータコア122は、一体型の形状をした
磁性材を複数枚重ね合わせた積層コアにより形成されて
いる。また、樹脂材がステータコア122の表面に一体
成形されていることにより、ステータコア122とステ
ータコイル130との間が絶縁されている。なお、11
2は磁石、114は軸、116はヨークである。
た従来の薄型モータのステータコアの絶縁処理構造を示
している。この薄型モータのステータコアの絶縁処理構
造は、熱可塑性樹脂からなる絶縁シートをステータコア
151の両側から加熱・押圧して、このステータコア1
51の周囲に絶縁被膜150を形成したものである。
ータコアが一体のリング形状をしており、ステータの内
側に向いた磁極ティースにステータコイルを巻くこと
は、極めて困難である。巻線を実施するには、ノズルに
マグネットワイヤを通し磁極ティースのまわりを周回さ
せることとなるが、ステータコアの内径側が手狭なため
に巻線装置の構成が複雑となり、また巻線スピードにお
いても1000rpm以上にあげることができず生産性
の悪い巻線作業が強いられる。また、スロットの数は、
巻線の困難性からの制約を受けるために増やすことがで
きず、トルクアップの妨げやトルクリップル発生の要因
となっている。さらに、コイルの巻線は、整列に巻くこ
とがコイル形状のコンパクト化や特性向上、信頼性向上
が寄与するが、この従来例においてはステータコアと巻
線装置とのスペースが極めて狭いために、整列巻を実現
することは不可能である。
め、ステータコアの磁極ティース部の形状が複雑なた
め、巻線が非常に困難となるため能率的に巻線すること
ができない。そのため、生産性が悪くコスト高の原因と
なるばかりか、特殊な巻線機を必要とするなど工法的欠
点が指摘されていた。
るために提案されたものであるが、図においては、モー
タの特性を良くするためにスロット数を多くする場合に
は巻線性の効果は無く、さらには分割されたステータの
嵌合接続された部分での磁気抵抗が増加することやエア
ギャップが不均一となるために、モータの特性の負因子
となっている。また、図の場合は、巻線が容易となった
が、各磁極ティース毎にコイルの端末が2本必要となる
ために、巻線後のコイル端末の電気的接合に多大な作業
が増え、コストアップの要因となるばかりか接合の信頼
性が低下することとなる。
ック化することによってインナーロータ型の問題点であ
るコイルの巻線性を改善しているが、巻線後の各ブロッ
ク間の各々の磁極ティースに巻かれたコイルの電気的な
接合に多大な作業が増え、コストアップとなるばかりか
接合の信頼性が低下することになる。又、ステータコア
を分割ブロック化しているために、ステータコアをロー
タマグネットに対して一定の空隙を保ち配置固定するの
が困難となっており、さらに、ステータコアが分割ブロ
ックの状態で組み立てられているので、ステータコアの
ハンドリング性および組み立て性が悪いものとなってい
る。
体のリング形状をしており、ステータの内側に向いて、
相対間隙の狭い各磁極ティース122aにステータコイ
ル130を巻くことは、極めて困難である。
マグネットワイヤを通し磁極ティース7のまわりを周回
させることとなるが、ステータコア122の内径側が手
狭なために巻線装置の構成が複雑となり、また巻線スピ
ードにおいても1000rpm以上にあげることができ
ず生産性の悪い巻線作業が強いられるなどの問題点があ
った。
の制約を受けるために増やすことができず、トルクアッ
プの妨げやトルクリップル発生の要因となるほか、ステ
ータコイル130の巻線は、整列に巻くことがコイル形
状のコンパクト化や特性向上、信頼性向上に寄与する
が、この従来例においてはステータコア8と巻線装置と
のスペースが極めて狭いために、整列巻を実現すること
は不可能であるなどの問題点があった。
ータコイル130とステータコア122を絶縁している
が、樹脂材と一体成形の加工工程が必要となるためコス
トアップとなるほか、さらに、ステータコア122に樹
脂による層が形成されるために、ステータコイル130
の周長が余計に必要となり、ステータコイル130に使
用するマグネットワイヤの量が増えるとともに、モータ
を薄型化できなくなるなどの問題点があった。
51を絶縁するために、熱可塑性樹脂からなる絶縁シー
トをステータコア151の両側から加熱・押圧して絶縁
被膜150を形成しており、絶縁シートと加熱・押圧の
工程が必要となるためコストアップとなるなどの問題点
があった。
ためになされたもので、巻線を容易に行うことができる
ことを目的とする。
機の製造方法は、歯部と歯部を歯状に取り付けた継鉄部
とをそれぞれ有する複数のコア部と、これら複数のコア
部が直線状に連結されるように複数のコア部の継鉄部の
端部を互いに連結する連結部とを有する磁性材を複数枚
プレス打ち抜きし、 磁性材を複数枚プレス打ち抜きした
後、前記プレス打ち抜きした磁性材の前記歯部が重なる
ように前記複数の磁性材を積層して積層した歯部により
磁極ティースを形成し、複数の磁極ティースが互いに並
列であり、かつ、前記連結部にてティース先端部が近づ
くように前記連結部が屈曲可能なコアを製作し、 コアの
製作後、複数の磁極ティースにコイルを形成するにあた
り、複数の磁極ティースが互いに並列となるように保持
した状態で、同相の各磁極ティース間を繋ぐ渡り線を切
らずに前記直線状のコアの一端から他端に向かって並列
に保持された複数の磁極ティースの同相の磁極ティース
に連続的に巻線し、 巻線後、複数の磁極ティースの先端
が近づくようにコアの連結部を屈曲させて、かつ、コア
の両端にある継鉄部の端部同士を接続して円形のステー
タを成形することを特徴とする。
スを有する複数のコアと、磁極ティースを有さない複数
の継鉄部とを、交互に連結したステータ部と、前記ステ
ータ部に対向して配置されたロータ部とを有する回転電
動機において、前記継鉄部の両端には、当該継鉄部と前
記コアとを連結する折り曲げ可能な薄肉部が設けられた
ことを特徴とする。
複数の磁極ティースを一方向に並列に突出させて形成す
るとともに、前記複数の磁極ティースの先端部の間隔を
広狭させる方向に折り曲げ可能なコアを製作し、その
後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極ティース
の先端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で保持し
ながら、前記複数の磁極ティースに巻線を行い、巻線
後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極ティース
の先端部の間隔が狭まる方向に折り曲げて配置すること
を特徴とする。
ースが一方向に並列に突出され、前記複数の磁極ティー
スの先端部の間隔を広狭させる方向に折り曲げ可能なコ
アの磁極ティースにコイルを形成する巻線機であって、
前記巻線機は、前記コアを前記複数の磁極ティースの先
端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で保持するイ
ンデックス部を有し、磁極ティースの先端部の間隔が広
がる方向に折り曲げた状態で保持しながら前記複数の磁
極ティースに巻線を行うことを特徴とする。
状のコアを製作し、その後、直線状のコアに設けられた
複数のティースにコイルを形成し、かつ同相の各ティー
ス間を繋ぐ渡り線を切らずに直線状のコアの一端から他
端に向かって連続的に巻線し、巻線後、巻線された直線
状のコアを屈曲成形するので、直線状のコアに巻線を容
易に行うことができる。
ぼ平行となるように保持した状態で、当該互いに平行な
複数のティースの相数分の磁極ティースを同時に巻回さ
せるので、巻線機の構成が簡略化されると共に、巻線の
生産性が向上する。
スを有する複数のコアと、磁極ティースを有さない複数
の継鉄部とを、交互に連結したステータ部と、ステータ
部に対向して配置されたロータ部とを有する回転電動機
において、継鉄部の両端には、当該継鉄部と磁極ティー
スとを連結する折り曲げ可能な薄肉部が設けられたの
で、巻線を容易に行うことができる。
複数の磁極ティースを一方向に並列に突出させて形成す
るとともに、前記複数の磁極ティースの先端部の間隔を
広狭させる方向に折り曲げ可能なコアを製作し、その
後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極ティース
の先端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で保持し
ながら、前記複数の磁極ティースに巻線を行い、巻線
後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極ティース
の先端部の間隔が狭まる方向に折り曲げて配置したの
で、巻線を容易に行うことができる。また、この発明に
係る巻線機は、折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極テ
ィースの先端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で
保持しながら、前記複数の磁極ティースに巻線をするの
で、巻線を容易に行うことができる。
るが、特に関連が深いものは、実施例1、2、47、4
8である。 実施例1. 以下、この発明の実施例1を図に基づいて説明する。
機を図1と図2と図6と図7で説明する。図6は、磁性
材料をプレス打ち抜きした連結ステータコア20であ
り、電動機の相数に等しい磁極ティースを1つのブロッ
クとして構成し、複数個のブロック間を薄肉部10で連
結した形状をしている。次に、連結ステータコア20を
複数枚積層した状態で塗装等で絶縁処理を施した後、連
結ステータコア20に巻線を行う。巻線では、図7に示
すように、連結ステータコア20の両端を張力をかけた
状態で保持するとともに、巻線機のノズルを磁極ティー
ス15のまわりを周回させてコイルを形成する。巻線後
の連結ステータコア20は、ロータ対向面に円筒状の治
具をあてがいながら、薄肉部10を折り曲げ、所望のス
テータ形状に成形する。成形後のステータは、樹脂成形
ハウジング5に超音波溶着等でステータ固定ピンを潰し
て配置固定がなされ、さらに、基板6には、樹脂成形ハ
ウジング5が固定される。基板6には、ロータ3が軸受
7を介して指示されている。なお、図144は、従来ス
テータコアでの磁界解析結果であり、図145は、本発
明におけるステータ形状の磁界解析結果である。解析の
結果より、図144中でaのパスの磁束がブロック分割
されることで図145の場合になくなることとなるが、
継鉄部の磁束が十分とれればモータ特性低下は無視でき
ることがわかっている。電動機の相数に等しい磁極ティ
ースを1つのブロックとしているために、各ブロック毎
のコイル巻線が極めて容易となる。すなわち、複数の繋
がったブロックに対向した位置に巻線装置を配置するこ
とが可能であり、しかも巻線機のスペースはステータの
形状から制約されることがない。また、コイル巻線を完
了したステータ部を薄肉部で繋がった状態または薄肉部
を切断した状態で樹脂成形品または基板上に配置固定す
るため、組立が容易であり精度を高めることができる。
さらに、回転電動機のステータ部を複数のブロックまた
は磁極ティース毎に分割した形状を薄肉部で連結した状
態で、巻線が容易に行うことができ、しかも渡り線は切
断することなく連続巻しているためにコイル端末処理と
結線処理が容易に行うことができる。また、ステータコ
アの組立は、薄肉部を切断または折り曲げることで高精
度に容易に行うことができる。よって生産性と信頼性の
良い回転電動機を容易に提供することが可能となる。
る回転電動機を図7で説明する。通常のモータの場合、
磁極ティース15はモータ軸心から放射状に配置されて
いる。図7では、1つのブロック9において磁極ティー
ス15が互いに平行する形状としており、複数のブロッ
クを薄肉部10で連結した形状としている。巻線におい
ては、連結ステータコア20に対向する位置に巻線機を
配置し、1つまたは複数の巻線ノズル21で磁極ティー
ス15のまわりを周回させる。巻線ノズル21は周回と
ともに磁極ティースに対して前後の送りが可能なため、
容易に整列巻ができる。ブロックの磁極ティースを互い
に平行する形状としているので、磁極ティースにコイル
を巻線する場合に、巻線機のノズル部と各磁極ティース
すべてが平行となるため巻線機の構成がシンプルとなる
ばかりでなく、1つのブロックの磁極ティース数に等し
い数のノズルを巻線機に配置することで、同時に複数本
のコイルを巻くことが可能となる。また、巻線時のノズ
ルの動きが単純化できるので巻線スピードの向上や巻線
時の不良発生低減が可能となる。これらの効果によっ
て、ステータ巻線の生産性を向上させることができる。
る回転電動機を図3と図7で説明する。磁極ティース1
5にコイル2を形成するほかに継鉄部16に継鉄コイル
17を形成する。磁極ティース15のコイル2で発生す
る磁束は、ロータ側に流れると同時に継鉄部16にも流
れている。継鉄コイル17は、継鉄部16に流れる磁束
をパワーアップするように通電される。継鉄コイル17
の巻線は、連結ステータコア20を長手方向に軸心をと
って回転させながら行う。この場合、巻線ノズル21を
1本とする方が巻線機がシンプルに構成できる。ブロッ
クの継鉄部と磁極ティース部にコイルを配置しているの
で、磁極ティースにだけコイルを配置したステータと比
較すると、限られたスペースの中で相対的にコイル量を
増やすことができ、モータのトルク向上に寄与すること
ができる。また、同出力のモータで比較した場合には、
コイル配置をバランスよくすることができるためモータ
の薄型化が達成できる。
る回転電動機を図4で説明する。巻線では、連結ステー
タコア20に実施例1と同じく巻線を行うが、巻始めと
巻終りのコイル端末をブロックの一部にからげておく。
巻線後、からげた箇所を半田ディップすることで、コイ
ル端末を各ブロックのステータコア材に電気的に接合す
る。からげる箇所は、コモン端子部11用に1つとコイ
ル端末部12用にブロックの磁極ティースと同数のから
げ用突起34にある。ステータ組立では、渡り線25を
切らずにステータの薄肉部10を切断しながら基板に組
み込んでいく。よって、中性点接続は、1つのブロック
内で電気的同電位となって行われており、コイル端末部
12は、接続された各ブロックを介して基板側のコイル
の電力供給部と接続を行う。1つまたは複数のブロック
をコイルの電力供給端子または中性点端子と同電位と
し、ステータ部を接続端子と兼用しているので、巻線時
にコイル端末を自動処理するために、新たな接続端子を
必要とすることなく、複数のブロックを接続端子と兼用
させることが可能となる。すなわち、巻線時に電気的接
合に必要な数のブロックにコイル端末を直接からげて半
田等に接続することで、電力供給端子または中性点端子
の端末処理が容易にできる。
る回転電動機を図4と図5で説明する。連結ステータコ
ア20において、ブロックの基板側の1枚のコア材に段
付き突起19を基板6に直行する方向に2本設けてお
く。絶縁処理と巻線は、実施例1と同様に行い、ステー
タを基板6に組み立てる時に、薄肉部10を切断しなが
ら基板6設けた穴に段付き突起19を差し込み位置決め
した状態で接着剤等固定を行う。ブロックの基板側の1
枚のコア材に段付きの突起を基板に直行する方向に1本
または複数本設け、基板に設けた穴に差し込み位置決め
固定されているので、ブロックと基板をダイレクトに連
結することが可能となり、複数のブロックを高精度に配
置し組み付けることができる。すなわち、ロータとステ
ータの偏心が極めて少ない状態が得られ、コギングトル
ク発生による回転むらの少ないモータが容易に得られ
る。
る回転電動機製造方法を図1と図2と図6と図7で説明
する。連結ステータコア20は、複数のブロックを中央
のティースの磁束流れ方向に直交した方向に薄肉部10
で直線状に繋げた状態で磁性材料をプレス打ち抜きす
る。塗装等によって絶縁処理を施した後、巻線では個々
の磁極ティース15にコイルを形成しながら渡り線25
を切らずに連続巻をする。ステータの組立では、連結ス
テータコア20をロータ対向側に治具をあてがいながら
薄肉部10を折り曲げ、成形された状態で樹脂成形ハウ
ジング5に配置固定する。固定には、樹脂成形ハウジン
グ5に設けられたステータ固定ピンを超音波溶着等で押
し潰して行う。また、コイル端末12は、連結ステータ
コア20の一部に仮からげしておき、基板上の配線パタ
ーンのランド位置までロボットで配結線を行う。複数の
ブロックを中央の磁極ティースの磁束流れ方向に直交し
た方向に直線状で繋げた状態で磁性材料をプレス打ち抜
きし、巻線では複数の磁極ティースに渡り線を切らず連
続巻し、複数のブロックの薄肉部を折り曲げた状態また
は、複数のブロックの薄肉部を切断した状態で、樹脂成
形品または基板上に組み付けているので、巻線時のコイ
ル形成が容易となり巻線機の構成がシンプルかつ高速化
でき、端末処理の接続においては渡りを切らずに連続巻
をしているために接続点を最小とすることができ、ブロ
ックの組み付けにおいてはブロックを容易に精度よく組
み付けることが可能となるため、生産性と信頼性が向上
するとともに高性能のモータを安価に得ることができ
る。
る回転電動機の製造方法を図8と図9で説明する。連結
ステータコア20は、複数のブロックを中央のティース
の磁束流れ方向に直交した方向に薄肉部10で直線状に
繋げた状態で磁性材料をプレス打ち抜きする。連結ステ
ータコア20を積層した状態で絶縁処理とブロックの固
定のための一体成形樹脂22で樹脂一体成形を施す。ブ
ロックの固定部には、樹脂ピン23を形成しておく。巻
線では個々の磁極ティース15にコイルを形成しながら
渡り線25を切らずに連続巻をする。ステータの組立で
は、連結ステータコア20の薄肉部10を切断し、次に
ロータ対向側に治具をあてがいながら樹脂ピン23で隣
接するブロックを回転させることでステータを成形す
る。そして、基板6に一体成形樹脂22を接着等で固定
する。複数のブロックを中央の磁極ティースの磁束流れ
方向に直交した方向に直線状で繋げた状態で磁性材料を
プレス打ち抜きし、樹脂一体成形により磁極ティースの
絶縁とブロックの固定部とブロックの両端または片端に
設けた穴へのピンを形成し、巻線では複数の磁極ティー
スに渡り線を切らず連続巻し、樹脂一体成形により形成
されたピンを基準に複数のブロックの薄肉部を切断後折
り曲げて基板に組み付けているので、巻線時のコイル形
成が容易となり巻線機の構成がシンプルかつ高速化で
き、端末処理の接続においては渡りを切らずに連続巻を
しているために接続点が最小とすることができ、ブロッ
クの組み付けにおいては樹脂一体成形の成形精度でブロ
ックを容易に精度よく組み付けることが可能となるた
め、生産性と信頼性が向上し高性能のモータを安価に得
ることができる。
る回転電動機を図10と図11で説明する。ステータの
一部が欠落した部分に、鉄基板6で切り起こし24を設
ける。切り起こし24の形状と位置は、ステータ欠落に
よる磁気吸引力のアンバランスが十分に補正できるよう
に、幅の広い形状の切り起こし24を複数個、ロータと
適切な空隙をとって配置する。読み書きヘッドのキャリ
ッジが往復するためのスペースとしてステータに切り欠
き部を設けた場合に、ステータ切り欠き部がロータ軸に
与える偏荷重を低減し、ロータ軸受の寿命を延ばすこと
ができる。すなわち、ロータマグネットとステータとの
吸引力がステータ切り欠き部が存在するために不均一に
なる。鉄基板の切り起こしは、この吸引力の偏りを補正
するために作用し、欠けたステータ部分の代わりをして
いる。
る回転電動機を図12と図13と図21と図22と図2
4と図25で説明する。図12は、ステータコアを磁極
ティース毎に分割したアウタロータタイプの例を示して
いる。ステータコアのプレス打ち抜きは、図21に示す
ように、磁極ティース15の磁束流れ方向に複数個連結
した形状としている。この連結ステータコア20は、電
動機の同相の磁極ティースを1本に集め、薄肉部10で
つないだものである。連結ステータコア20を複数枚積
層した状態で塗装等の絶縁処理を施した後、図23のよ
うに連結ステータコア20の両端を巻線機のステータ保
持機32で張力を加えた状態で連結ステータコア20を
長手方向を軸心として回転させて巻線を行う。図22
は、巻線後の連結ステータコア20を示している。磁極
ティースのコイル間の渡り線は、図のように切断するこ
となく連続巻をしている。ステータの組立では、図25
のように図24に示す樹脂成形品26を回転できる治具
にセットし巻線後の連結ステータコア20の薄肉部10
をレーザ等で切除しながら磁極ティースを組み付けてい
く。渡り線25は、磁極ティース間でつながった状態で
保てるように、巻線時にコイル上にたるみ分を余計にコ
イルに巻き付け余裕を持たせる。磁極ティース毎にステ
ータコアが分割され前記磁極ティース毎にコイルが配置
されたステータ部とロータ部とから構成される回転電動
機において、前記ステータ部が複数の磁極ティースのコ
イルの渡り線が繋がった状態で前記ロータ部に対向する
ように配置固定しているので、分割ステータのために巻
線の作業性が極めてよく、しかもコイルの渡り線は切ら
ずに連続巻しているためにコイル端末は最小限の数で処
理でき、接合の作業性がよく信頼性も高い。
による回転電動機を図12で説明する。ステータ組立ま
では、実施例9と同じであるが、ステータ組立後にステ
ータ中心を軸として回転させながら、ロータ対向面をレ
ーザビーム等で切断またはシェービング加工を行う。こ
のため、打ち抜きプレスされる連結ステータコア20の
磁極ティースのロータ対向面側は、加工代が設けてあ
る。樹脂成形品または基板上に配置固定された磁極ティ
ースのロータ対向面をレーザビーム等で熱的に切断また
はシェービングしているので、各磁極ティースのロータ
対向面とロータとの空隙を高精度に保つことができ、回
転むらの減少やエアギャップの設計値を小さくしてモー
タの特性向上を図ることが可能となる。
による回転電動機を図12で説明する。ステータ組立ま
では、実施例9と同じであるが、ステータ組立後に磁極
ティースのヨーク部を密着させた状態でレーザビーム等
で熱的に溶着固定部27で溶着を行う。樹脂成形品また
は基板上に配置固定された磁極ティースのヨーク部を、
密着させた状態でレーザビーム等で熱的に溶着固定して
いるので、簡便にしかも高精度にステータを配置固定す
ることができ、回転むらの減少やエアギャップの設計値
を小さくしてモータの特性向上を図ることが可能とな
る。
による回転電動機を図12と図22で説明する。図22
において、コイルの巻始めと巻終りは連結ステータコア
20の両端にからげ固定されている。片側はコモン端子
部11であり、もう一方はコイル端末部12である。コ
イル端末部12はステータ組立時に磁極ティースと切り
離されて基板上の配線パターンのランド上に接続される
が、コモン端子部11はステータコアに半田付け等で直
接接続される。ステータ組立で分割された磁極ティース
は、密着または接合されるために、ステータコア自身が
中性点電位と同電位となる。中性点接続を磁極ティース
の磁性材に直接接続し、中性点電位とステータ部の磁性
材とを同電位としているので、新たに接続端子を必要と
することなく、コイルの中性点端子の端末処理におい
て、磁極ティースに繋がる磁性材へダイレクトにコイル
端末を巻線と同時に自動的に処理することができる。
による回転電動機を図14と図15と図16と図17と
図18と図19で説明する。図14は、ロータ対向面2
8の形状が、電動機の軸方向に複数段の階段状に形成さ
れている例を示している。積層するコアの形状を複数種
類用意することで容易に構成できる。図15と図16は
2段の階段状に形成した磁極ティースを示している。ま
た、図17と図18と図19は、磁極ティースのロータ
対向面28側の一部を折り曲げ傾斜部30を設けてい
る。ロータ部と磁極ティース毎に分割された積層構造の
ステータ部とから構成される回転電動機において、磁極
ティースのロータ対向面の形状が、電動機に軸方向に複
数段の階段状に形成または軸方向に斜め形状にされてい
るので、ステータのコア材の形状を変化させることで簡
便にコギングトルクによる回転むらを少なくすることが
できる。すなわち、この種のモータのコギングトルクの
減少策として、ロータマグネットの着磁をスパイラル形
状にする手法があるが、特殊な装置が必要となり、着磁
精度もよくなかった。
による回転電動機を図20で説明する。実施例9と同じ
く製作したステータ部のロータ対向面またはロータ対向
面近傍に、磁性材ワイヤ31を複数回巻回する。ステー
タ部のロータ対向面またはロータ対向面近傍に、磁性材
のワイヤを複数回巻回しているので、磁極ティースから
ロータマグネットに有効に働く磁束の一部が隣接する磁
極ティースに漏れることから、コギングトルク発生が緩
慢となり回転むらを少なくすることができる。
による回転電動機の製造方法を図12と図13と図21
と図22と図24と図25で説明する。図12は、ステ
ータコアを磁極ティース毎に分割したアウタロータタイ
プの例を示している。ステータコアのプレス打ち抜き
は、図21に示すように、磁極ティース15の磁束流れ
方向に複数個連結した形状としている。この連結ステー
タコア20は、電動機の同相の磁極ティースを1本に集
め、薄肉部10でつないだものである。連結ステータコ
ア20を複数枚積層した状態で塗装等の絶縁処理を施し
た後、図23のように連結ステータコア20の両端を巻
線機のステータ保持機32で張力を加えた状態で連結ス
テータコア20を長手方向を軸心として回転させて巻線
を行う。図22は、巻線後の連結ステータコア20を示
している。磁極ティースのコイル間の渡り線は、図のよ
うに切断することなく連続巻をしている。ステータの組
立では、図25のように図24に示す樹脂成形品26を
回転できる治具にセットし巻線後の連結ステータコア2
0の薄肉部をレーザ等で切除しながら磁極ティースを組
み付けていく。渡り線25は、磁極ティース間でつなが
った状態で保てるように、巻線時にコイル上にたるみ分
を余計にコイルに巻き付け余裕を持たせてある。複数の
磁極ティースを磁束流れ方向に直線状に繋げた状態で磁
性材料をプレスし、巻線では隣接する磁極ティースを連
続に巻き、磁極ティースをレーザビーム等で分断しなが
ら樹脂成形品または基板上に配置固定しているので、巻
線時のコイル形成が極めて容易となり、端末処理の接続
においても接続回数が最小限となるとともに自動で処理
可能となり、ステータの組立時においても精度よく簡便
に組立ができ、生産性と信頼性が向上したモータを得る
ことができる。
よる回転電動機を図26、図27、図28、図29、図
30及び図31を用いて説明する。図26は回転電動機
の分解斜視図である。この回転電動機は、フレキシブル
ディスクドライブやハードディスクドライブ等に利用さ
れる薄型のインナーロータ型ブラシレスモータである。
1はステータ、3はロータ、230は回転電動機の保護
部材を兼ねるカバーホルダ、40はベース、50は磁気
バランサである。ステータ1は成形されてカバーホルダ
230に収納固定される。
うに磁性材をプレス打ち抜きしたステータコア20を積
層した積層ステータコア1aと、図29及び図30に示
すように積層ステータコア1aに巻き線されたコイル2
とからなっている。図27に示すようにステータコア2
0は、回転電動機の相数に等しい磁極ティース15を一
つのブロック9として構成し、複数のブロック9が薄肉
部10で連結した形状となっている。コイル2の巻き線
は、積層ステータコア1aが図27に示すように直線形
状で行われる。尚、一般的に積層ステータコア1aにコ
イル2を巻き線する際には、塗装等で絶縁処理したあと
に行われる。
ルシャフト8を中央部に保持し、スピンドルシャフト8
とロータ磁石4を連結するロータ磁石4のバックヨーク
を兼ねた円形状のロータホルダ223と、ロータホルダ
223上に設けられたハブ224からなっている。ロー
タ3は、軸受け7を保持したベース40に軸受け7とス
ピンドルシャフト8が嵌合するように取り付けられる。
に図29に示されている直線状態から薄肉部10を変形
させ円形状に成形しカバーホルダ230に取り付け固定
される。図26に示すようにステータ1及びカバーホル
ダ230からなるステータ部100は、ロータ磁石4と
磁極ティース15の先端部15aと対向し、かつ、所定
の空隙を有するように、ベース40上に、ベース40に
設けられたネジ部42及びネジ60によって取り付け固
定される。43はコイル2とベース40を絶縁するため
の絶縁シートである。
30によって形状が決められ、維持される。また、カバ
ーホルダ230によってステータ1及びロータ3が保護
されている。
らなるステータ1を回転電動機の保護部材であるカバー
ホルダ230に収納固定することによって、ステータコ
ア20の配置精度を向上させることができ、また、カバ
ーホルダ230を含むステータ部のハンドリング性を向
上させることができるので組立が容易になる。また、ス
テータ部を単独で取り扱うことができるので、複雑な基
台上にも回転電動機を組み込むことが可能となる。この
回転電動機の製造方法は、直線状のコアに巻線を容易に
行なうことができる。また、回転電動機は直線状のコア
を製作し、この直線状のコアに巻線を施し、この巻線さ
れた直線状のコアを屈曲成形するので、コアへの巻線が
容易で組み立て性が良い。
タコア20としてブロック9が薄肉部10で連結された
例を示したが、図32のカバーホルダ230の一部を切
り欠いた平面図に示すように、ステータ1が薄肉部10
の部分で切断され、ブロック9が連結されない状態でカ
バーホルダ230に収納固定される構成としても、上記
実施例と同様の効果が得られる。この回転電動機の製造
方法は、直線状のコアに巻線を容易に行なうことができ
る。この回転電動機は、直線状に伸展可能なコアと、こ
のコアに巻き線された巻線と、コアを収納し、かつ位置
決め固定する収納容器と、を備えるので、コアへの巻線
が容易で組み立て性が良い。
よる回転電動機を図33、図34及び図35で説明す
る。図33はカバーホルダ230の一部を切り欠いた平
面図、図34は図33の部分断面図、図35は図33の
部分拡大図である。図33に示すようにステータ1が所
定状態に成形され樹脂成形されたカバーホルダ230に
挿入され、図34に示すようにカバーホルダ230に設
けられた当て面231にブロック9の後部のバックヨー
ク部218の上面を当て、当て面232に磁極ティース
15の先端部15aの上面を当てることによって高さ方
向の位置決めを行い、図35に示すようにバックヨーク
218の背面を当て面233に当てることによって半径
方向が位置決めされ、磁極ティース15の先端部15a
の両側面がカバーホルダ230のリブを兼ねた仕切り部
234と当接することによって円周方向の位置決めがな
される。図33及び図35に示すようにカバーホルダ2
30にはステータコア20の薄肉部10が挿入される位
置に支持ピン235及びステータコア20の両端部に設
けられた固定部219と嵌合する支持ピン236が設け
られており、これらの支持ピン235、236の先端部
を図34に示すようにヒータチップ等の熱的手段によっ
てかしめることによって、ステータ1をカバーホルダ2
30に固定している。尚、支持ピン235は、ステータ
1をカバーホルダ230の当て面233に支持ピン23
5の弾性によって押し当てる機能も有している。また、
図34に示すようにカバーホルダ230には、ロータマ
グネット4とオーバラップし高さ的に干渉しないように
ロータ3の抜け止め部237が設けられている。このよ
うにカバーホルダ230を樹脂成形で作ることによっ
て、ステータ1の位置決め手段及び固定手段を容易に設
けることができ、簡単にステータ1をカバーホルダ23
0に位置決め固定することができる。
を回転電動機の保護カバーを兼ねた樹脂成形品とし、ス
テータ1をカバーホルダ230に位置決めするための位
置決め部、前記ステータ1を固定するための固定部及び
前記ロータ3の抜け止め部237を設けているので、ス
テータ1を高精度で収納することができ、容易に固定す
ることができる。また、カバーホルダ230によってロ
ータ3の抜け止めを行うことができる。
よる回転電動機を図36及び図37で説明する。図36
は要部斜視図、図37は図36の断面図である。130
は、非磁性材でプレス成形されたカバーホルダである。
このカバーホルダ130に図36に示すようにステータ
1が所定形状に成形されて取り付けられる。ステータ1
は、カバーホルダ130の上面に打ち出し等の手段によ
って設けれたハーフピアス131にバックヨーク部21
8の上面を当て、先端部15aをカバーホルダ130の
当て面132に当てることによって高さ方向位置決めを
行い、バークヨーク部218の背面をカバーホルダ13
0の外周部でもある当て面133に当てることによって
半径方向の位置決めを行い、バックヨーク部218をカ
バーホルダ130の当て面133と保持部134によっ
て挟持することによって周方向の位置決めし、カバーホ
ルダ130に固定している。これは、バックヨーク部2
18に凹部218aが設けられており、この内壁に保持
部134の側面が当接しているからである。尚、保持部
134は、ステータ1を当て面133に弾性によって押
し当てる機能も有している。また、図37に示すように
カバーホルダ130には、ロータマグネット4とオーバ
ラップし高さ的に干渉しないようにロータ3の抜け止め
部135が設けられている。このようにカバーホルダ1
30を非磁性材のプレス成形で作ることによって、ステ
ータ1の位置決め手段及び固定手段を容易に設けること
ができ、簡単にステータ1をカバーホルダ130に位置
決め固定することができる。
を回転電動機の保護カバーを兼ねた非磁性材からなるプ
レス成形品とし、ステータ1をカバーホルダ130に位
置決めするための位置決め部、各磁極ティース15を磁
気的に接続しているバックヨーク部218を挟持するス
テータ保持部134及びロータの抜け止め部135を設
けているので、ステータ1を高精度で収納することがで
き、容易に固定することができる。また、カバーホルダ
130によってロータ3の抜け止めを行うことができ
る。
実施例を図38及び図39で説明する。図38はカバー
ホルダ230の一部を切り欠いた平面図、図39は図3
8のA部の拡大図である。ステータ1を収納固定してい
るカバーホルダ230に磁極ティース15の先端部15
aとロータマグネット4が上方より覗けるウィンドウ2
38を数カ所に設けることによって、先端部15aとロ
ータマグネット4の空隙gtをビデオカメラ等で観察す
ることができ、これを画像処理し、これによって空隙g
tが各ウィンドウ238で一定になるようステータ1と
カバーホルダ230からなるステータ部100を調整す
ることができ、高精度でロータ3に対してステータ部1
00を配置することができる。
に、ステータ1とロータ3との位置を調整するためのウ
ィンドウ(覗き部)238を設けられているので、ロー
タ3とステータ1のギャップgtをカメラ等で覗き、画
像処理することによって、カバーホルダ230を含むス
テータ部を高精度で取り付けることができる。即ち、こ
の回転電動機の収納容器が内部を点検するウィンドウ
(覗き部)を有するので、内部構成部品を高精度に取り
付けることができる。
よる回転電動機を図40及び図41で説明する。図40
はカバーホルダ230の一部を切り欠いた平面図、図4
1は図40の要部断面図である。239はカバーホルダ
230に設けられたコイル端末処理部で、先端部に回転
電動機の相数に応じた絡げ部239aが設けられてお
り、これにコイル2の端末2tが絡げられている。この
ようにすることによって、ステータ部100を取り扱う
際にコイル端末が障害になることはなくなる。また、絡
げ部239aを各々並行にかつ、磁極ティース15のピ
ッチと同じピッチで配置することによって、コイル2の
端末2tの絡げ部239aへの巻き線が、積層ステータ
コア1aへの巻き線機と同じ巻き線機で行うことが可能
となる。さらに、図41に示すようにコイル端末処理部
239を制御基板6と同一の高さに設けることによっ
て、制御基板6への絡げ部239aに巻き線されている
コイル2の端末2tの半田付けが簡単になり、半田付け
の自動化が容易になる。尚、図中271はコイル2と制
御基板6を絶縁するための絶縁層で、272は半田を示
している。
に、コイル2の端末処理部239を設けているので、カ
バーホルダ230を含むステータ部をハンドリングする
際にコイル端末2tが障害になることがなく取扱いが容
易となる。また、コイル端末2tの半田付け作業等が簡
略化される。この回転電動機は、巻線端末処理部である
絡げ部を平行にかつ磁極ティースのピッチと同じピッチ
で配設したので、絡げ部への巻線がコアへの巻線機と同
じ巻線機で行うことができる。
よる回転電動機を図42及び図43で説明する。図42
は要部分解斜視図、図43はステータホルダ80の斜視
図である。図43に示すようにステータホルダ80は、
略放射状に設けられたコイル卷回部81、コイル巻回部
81を内周側で繋いでいる保持リング部82、コイル巻
回部81から保持リング部82にかけて設けられた略放
射状の貫通孔であるステータ挿入部83からなってい
る。コイル巻回部81には、外周側からコイル2が巻き
線される。また、図42に示すようにステータホルダ8
0のステータ挿入部83に積層ステータコア1aは外周
側から矢印Bの方向に挿入され、バックヨーク部218
とコイル巻回部81が当たることによって位置決めされ
る。尚、コイル2の巻き線もこの矢印B方向から行われ
る。ステータホルダ80、コイル2、積層ステータ1a
によってステータ部100が形成され、この内周側にロ
ータ3が配置されることによって回転電動機が構成され
る。このように構成することによって、インナーロータ
型の回転電動機であってもアウターロータ型の回転電動
機と同様に外周側からコイル2の巻き線を行うことがで
きる。
テータコアを、略放射状に設けられたコイル巻回部81
を有し、これにコイル2が外周側から巻回されたステー
タホルダ80に外周部から挿入固定する構造としている
ので、コイル2を巻き線する際に障害となる磁極ティー
ス先端部(ステータコア突極)15aがないので、コイ
ル巻き線が容易となる。この回転電動機の製造方法は、
ステータホルダに設けられたコイル巻回部に外周側から
巻線を施し、巻線を施した後に連結した磁極ティースを
コイル巻回部外周側から挿入固定するので、コイルを巻
線する際に障害となる磁極ティース先端部がないので、
巻線が容易になる。
よる回転電動機を図43と図44で説明する。図44
は、積層ステータコア1aの平面図である。ステータホ
ルダ80のステータ挿入部83に積層ステータ1aを挿
入する場合、図44に示すように積層ステータコア1a
の磁極ティース15の幅Wを先端部15aからバックヨ
ーク部218の根元まで一定にすることによって、挿入
が容易になり、組立性が向上する。
テータコア1aの各々のティースの幅がロータ部と対向
する先端部15aから各磁極ティース15を接続してい
るバックヨーク部218の根元まで一定に設けているの
で、ステータホルダ80への挿入が容易であり、組立性
が良い。即ち、この回転電動機の製造方法は、幅が先端
から根元まで一定の磁極ティースを用いるので、ステー
タホルダへの挿入が容易であり、組立性がよい。
回転電動機を図45及び図46で説明する。図45は要
部斜視図、図46は要部平面図である。積層ステータコ
ア1aにコイル2が巻き線されたステータ1は、薄肉部
10で折り曲げられ所定の形状に成形された後、バック
ヨーク部218と重なるように設けられた略リング状の
保持リング90に取付固定される。ステータ1及び保持
リング90によってステータ部100が構成され、この
内周側にロータ3が配される。このように、ブロック9
が薄肉部10によって連結されたステータ1を保持リン
グ90によって、精度良く安定して保持することができ
る。
テータコアを保持リング90に固定しているので、ステ
ータコアを精度良く保持することができ、保持リングを
含むステータ部のハンドリング性が良くなる。即ち、こ
の回転電動機は、コアを容易に保持リングに固定でき
る。
として各ブロック9が薄肉部10で連結された例を示し
たが、図47に示すようにステータ1として各ブロック
9に分割されたものを保持リング90に取り付ける構成
としても、上記実施例と同様の効果が得られる。
よる回転電動機を図46及び図48で説明する。図48
は、図46の部分斜視図でステータ1と保持リング90
の固定手段説明図である。201はスポット溶接機の電
極であり、これによってステータ1のブロック9の両端
に設けられている溶接部9aと保持リング90の溶接部
91を挟み込んで溶接し、ステータ1を保持リング90
に固定している。ステータ1の溶接部9aをブロック9
の中央部ではなく端部としているのは、溶接時の熱によ
って磁路を形成する磁極ティース15及びバックヨーク
部218からなるブロック9の中央部の磁気特性が劣化
しないようにするためである。このように、ステータ1
と保持リング90をスポット溶接することによって、容
易にステータを固定することができる。
性材料とし、ステータコア1aとともにスポット若しく
はレーザビーム等で熱的に溶接しているので、ステータ
コア1aを容易に保持リング90に固定することができ
る。
1の保持リング90への固定手段としてスポット溶接を
用いたが、図49に示すように、ステータ1のブロック
9の両端に設けられた溶接部9aと保持リング90の溶
接部91をYAGレーザ202によって溶接することも
できる。尚、YAGレーザ202による溶接の方が、ス
ポット溶接に比べて電極201による押さえつけがない
ので、精度良く溶接ができる。また、溶接条件によって
も多少異なるがYAGレーザによる溶接の方が、溶接の
際に高温になる範囲を狭くできるので、ブロック9の磁
気的な劣化が小さくなる。
よる回転電動機を図26、図42、図46、図50、図
51及び図52で説明する。図26、図42及び図46
に示されている磁気バランサ50は、ステータ1のブロ
ック9の欠落部に配されたロータ3と同心円状の略弓形
を呈した磁界安定部材である。このブロック9の欠落部
は、記録再生装置等のヘッドが移動するための空間とし
て必要に応じて設けられるものである。この磁気バラン
サ50の作用について、図50及び図51を用いて説明
する。図50に示すようにステータ1にブロック9のブ
ロック欠落部1bがある場合、このブロック欠落部1b
でロータ3のロータマグネット4とステータ1によって
形成される磁界が不連続になり、ロータ3の回転にリッ
プルが生じる。そこで、図51に示すようにブロック欠
落部1bに略弓形状の磁気バランサ50を配することに
よって、磁界が連続的になるようにし、リップルを低減
するものである。次に、磁気バランサ50の効果につい
ての測定結果を示す。測定サンプルとして用いたもの
は、ロータ3の外形Dはφ35mm程度であり、ステー
タ1の磁気ティース15の先端部15aとロータ3のロ
ータマグネット4間の空隙gtは0.25mmのもので
ある。図52に磁気バランサ50とロータマグネット4
間の空隙gbを変化させた場合の回転変動の測定結果を
示す。尚、磁気バランサ50を装着していない場合の回
転変動は、1.3%程度である。回転変動が極小となる
のは、略弓形状の磁気バランサ50を用いた場合にはg
bがgtの2倍程度の0.55mmのときである。ま
た、gbがgtより小さくなると急激に回転変動が大き
くなるので、gb≧gtとするのが良い。スペース的に
問題がなければgb≧2×gtとするのが好ましい。こ
のように、ブロック欠落部1bに磁気バランサ50を配
することによって回転変動を小さくすることができる。
タコアの一部にブロック欠落部1bを設けた場合、この
欠落部1bにロータ3とほぼ同心円状に略扇形状を呈し
た磁性材からなる磁気バランサ50を設け、磁気バラン
サ50と前記ロータ部3の空隙gbと前記磁極ティース
先端部15aとロータ部3との空隙gtの関係がgb≧
gtとすることによって、欠落部1bの影響による回転
変動を小さくすることができる。即ち、この回転電動機
は、欠落部の影響による回転変動を小さくできる。
よる回転電動機を図53で説明する。図53はカバーホ
ルダ230の一部を切り欠いた平面図である。ステータ
1のブロック欠落部1bに配される磁気バランサ50
は、カバーホルダ230のバランサ取付部230aにロ
ータ3に設けられたロータマグネット4と対向するよう
に接着固定されている。磁気バランサ50の接着が剥が
れても磁気バランサ50がロータマグネット4に当たら
ないように、カバーホルダ230にはバランサ押さえ部
230bが設けられている。これは、磁気バランサ50
をカバーホルダ230に取り付ける際の案内部材でもあ
る。磁気バランサ50はカバーホルダ230の下方向か
ら取り付けられ、バランサ取付部230a、バランサ押
さえ部230b及びカバーホルダ上面部によって位置決
めされている。このように、カバーホルダ230に磁気
バランサ50の取付部を設けることによって、容易に取
り付けられるようになる。また、磁気バランサ50をカ
バーホルダ230に取り付けることによって、ステータ
部100として扱うことができるので、組立の際に小物
のハンドリングがなくなり作業性が向上するとともに、
自動化も容易になる。
前記カバーホルダ230に固定しているので、ステータ
部の一部として扱うことができ取り付け性及び部品のハ
ンドリングが良くなる。また、カバーホルダ230に磁
気バランサ固定部を設けることによって、磁気バランサ
を容易にステータ部に固定することができる。この回転
電動機は、磁気バランサが収納容器に固定されているの
で、磁気バランサをステータの一部として扱うことがで
き取り付け性及び部品のハンドリングが良くなる。
よる回転電動機を図54で説明する。図54は磁気バラ
ンサ50の取付部を示す部分斜視図である。図示されて
いるように、保持リング90に固定されたステータ1の
両端部に設けられたバランサ保持部1cに磁気バランサ
50の溶接部50aをスポット溶接することによって、
簡単に磁気バランサ50をステータ1に固定することが
できる。201はスポット溶接機の電極である。尚、ス
テータ1、保持リング90及び磁気バランサ50を同時
にスポット溶接することも可能である。
ステータコアにスポット若しくはレーザビーム等で熱的
に溶接固定することによって、容易に磁気バランサ50
をステータ部に固定することができる。
ンサ50のステータ1への固定手段としてスポット溶接
を用いたが、図55に示すように、保持リング90に固
定されたステータ1の両端部に設けられたバランサ保持
部1cに磁気バランサ50の溶接部50aをYAGレー
ザ202によって溶接固定することもできる。このよう
に、磁気バランサ50をステータ1に溶接することによ
って、磁気バランサ50をステータ部100として扱う
ことができるので、ハンドリングが容易になり作業性が
向上する。
実施例を図56で説明する。図56は要部斜視図であ
る。これは、ステータ1を保持する保持リング90に、
磁気バランサ50を一体的に設けたものである。このよ
うにすることによって、部品点数を増やすことなく磁気
バランサ50を設けることができる。尚、この実施例に
おいても実施例28と同様に、ロータマグネット4と磁
極ティース15の先端部15a間の空隙gtとロータマ
グネット4と磁気バランサ50間の空隙gbの関係を、
gb≧gtとするのが良い。
タコアの一部にブロック欠落部1bを設けた場合、この
欠落部1bにロータ3とほぼ同心円状に略扇形状を呈し
た磁性材からなる磁気バランサ50が保持リング90と
一体的に設けられ、磁気バランサ50と前記ロータ部の
空隙gbと前記磁極ティース先端部15aとロータ部3
との空隙gtの関係をgb≧gtとすることによって、
欠落部1bの影響による回転変動を小さくすることがで
きる。また、部品点数を増やすことなく磁気バランサ5
0を容易に設けることができる。
よる回転電動機を図57で説明する。20aは、ステー
タ1のブロック欠落部1bに設けられたステータコア2
0の両端部から延長され、ロータ3と同心円状を呈した
磁気バランサ部である。この磁気バランサ部20aは、
図57に示すように中央部の突き合わせ部20bで突き
合わすような形状となっている。これは、前記実施例1
6と同様にステータコア20を直線状態に磁性材をプレ
スにより打ち抜きして積層し、積層ステータ1aにコイ
ル2を巻き線した後に各ブロック9を薄肉部10で曲げ
て、図57のような状態にするためである。このよう
に、コイル2の巻き線性を損なわずに磁気バランサ50
をステータコア20の一部として設けることができる。
タコアの一部にブロック欠落部1bを設けた場合に、ス
テータコアのブロック欠落部1bの両端から延長された
磁気バランサ50が設けられており、スポット若しくは
レーザビーム等で熱的に溶接することによって、容易に
磁気バランサ50を設けることができ、欠落部1bの影
響による回転変動を小さくすることができる。
0aの接合について図58を用いて説明する。この図で
は各ブロック9が薄肉部10で連結されておらず、保持
リング90上に固定されているが、接合方法は同じであ
る。接合は、磁気バランサ部20aを突き合わせ、この
突き合わせ部20bをスポット溶接機の電極201で挟
み込み溶接する。このように磁気バランサ部20aを容
易に接合することができ、これによってステータ部10
0の強度を向上させることができる。
ンサ部20aの接合手段としてスポット溶接を用いた
が、図59に示すように磁気バランサ部20aの突き合
わせ部20bをYAGレーザ202によって、溶接する
こともできる。
気バランサ20aの突き合わせ部20bの形状として平
坦な端面としたが、図60に示すように突き合わせ部2
0bを互い違いに重なるようにすることによって接合強
度を向上させることができる。
よる回転電動機を図61及び図62で説明する。図61
は、前記実施例16等に用いられているステータ1のブ
ロック9の拡大図である。図61において、各磁極ティ
ース15b,15cを略平行に設けた場合先端部15a
からバックヨーク部218の根元までの磁極ティース1
5b,15cの長さの関係はLb>Laとなり、各磁極
ティース15b,15cで形成される磁路の磁気抵抗が
異なる。これを確認するために、ロータ3を外部力によ
って回転させ、各コイル2b,2cに誘起される電圧を
測定したところ、コイル2bの誘起電圧Vb、コイル2
cの誘起電圧をVcとするとVb>Vcとなりこの比
は、前記実施例28と同様のサンプルで測定したところ
Vc/Vb=0.98程度となった。誘起電圧は駆動力
(正確にはトルク定数)に比例することが一般的に知ら
れている。よって、各磁極ティース15b,15cで発
生するトルクが異なり、トルクリップルの要因となる。
そこで図62に示すように、コイル2cの巻き数Ncを
コイル2bの巻き数Nbと比べNc>Nbとし、かつ、
各コイル2b,2cで抵抗が異ならないように、コイル
2bの導体径をd1、コイル2cの導体径をd2とする
と、d2>d1とする。このようにすることによって、
各磁極ティース15b,15cで発生するトルクを一定
にすることができ、トルクリップルの小さい回転電動機
が得られる。
テータコアの各ブロック9において磁極ティース15の
長手方向(磁路方向)の長さが長くなるに応じて、コイ
ル2の巻数を増やしコイル導体径を大きくすることによ
ってブロック9における各磁極ティース15の発生磁界
(回転磁界)のアンバランスを減少させることができ、
トルクリップルを小さくすることができる。即ち、この
回転電動機は、直線状に伸展可能なステータコアと、こ
のステータコアに巻き線された巻線と、を備え、ステー
タコアの磁極ティースが複数平行して配設される場合
は、その長さが長くなるのに応じてコイル導体径を大き
くする構成にしたので、各磁極ティースの発生磁界のア
ンバランスを減少させる。
よる回転電動機を図63で説明する。上記実施例37で
は、磁極ティース15b,15cの長さLa,Lbの違
いによるトルクリップルをコイル巻き数を変えることに
よって改善したが、図63に示すように、磁極ティース
15bの幅をw1、磁極ティース15cの幅w2とした
場合w2>w1とし、かつ、各コイル15b,15cで
抵抗が異ならないように、コイル2bの導体径をd1、
コイル2cの導体径をd2とすると、d2>d1とす
る。このようにすることによって、前記実施例と同様に
各磁極ティース15b,15cで発生するトルクを一定
にすることができ、トルクリップルの小さい回転電動機
が得られる。
テータコアの各ブロック9において磁極ティース15の
長手方向(磁路方向)の長さが長くなるに応じて、磁極
ティース15の幅を広くしコイル導体径を大きくするこ
とによってブロック9における各磁極ティース15の発
生磁界(回転磁界)のアンバランスを減少させることが
でき、トルクリップルを小さくすることができる。即
ち、この回転電動機は、各磁極ティースの発生磁界のア
ンバランスを減少させる。
よる回転電動機を図64で説明する。上記実施例37,
38では、トルクリップルを低減するための対策にコイ
ル2の巻き線仕様の変更がともなったが、各磁極ティー
ス15b,15cでコイル2の仕様が異なると巻き線の
効率が低下する、そこで、図64に示すようにコイル2
の巻き線位置を磁極ティース15b,15cの先端部1
5aからLで一定の位置とすることによっても対応でき
る。このように、コイル2の巻き線仕様を各磁極ティー
ス15b,15cで変えることなくトルクリップルを低
減できるので、巻き線の効率を低下させることがない。
テータコアの各ブロック9において磁極ティース15の
長手方向(磁路方向)の長さに応じてコイル巻回位置が
異なるようにすることによってブロック9における各磁
極ティース15の発生磁界(回転磁界)のアンバランス
を減少させることができ、トルクリップルを小さくする
ことができる。即ち、この回転電動機は、直線状に伸展
可能なステータコアと、このステータコアに巻き線され
た巻線と、を備え、ステータコアの磁極ティースが複数
平行して配設される場合は、その長さに応じてコイル巻
回位置を異ならせる構成にしたので、各磁気ティースの
発生磁界のアンバランスを減少させる。
よる回転電動機を図65で説明する。図65は、前記実
施例16,18,22,37,38,39等に用いられ
ている積層ステータコア20にコイル2を巻き線してい
る状態を示す平面図である。ブロック9の各磁極ティー
ス15を図65等に示すように略平行にすることによっ
て、図65に示すように巻き線機203のノズル21と
磁極ティース15が各々平行状態になり、ブロック9内
に設けている複数の磁極ティース15に同時にコイル2
を巻き線できるようになり、巻き線の効率を向上させる
ことができる。尚、前記実施例16で説明したように積
層ステータコア20は、コイル2を巻き線した後に薄肉
部10を曲げることによって、例えば図31に示すよう
形に成形される。
磁極ティース15が略々平行にしているので、磁極ティ
ース15にコイル3を巻き線する場合に、巻き線機のノ
ズル部21と各磁極ティース15すべてが平行となるた
め巻き線機203の構成が簡略化されるばかりでなく、
1つのブロック9の磁極ティース数に等しい数のノズル
を巻き線機に配置することで、同時に複数本のコイルを
巻くことが可能となる。また、巻き線時のノズル21の
動きを単純化できるので巻き線スピードの向上や巻き線
時の不良発生低減が可能となる。これらの効果によっ
て、ステータ巻き線の生産性を向上させることができ
る。この回転電動機の製造方法は、直線状のコアを製作
し、この直線状のコアのほぼ平行に配設された磁極ティ
ースに同時に巻回させる構成にしたので、巻線機の構成
が簡略化されると共に、巻線の生産性が向上する。
よる回転電動機を図66及び図67で説明する。図6
6,図67は平面図である。図66に示すようにステー
タ1にブロック欠落部1bが存在し、磁極ティース15
の先端部15aとロータマグネット4との空隙をgで一
定とした場合、ブロック欠落部1bと反対方向の矢印X
方向にロータ3に不平衡磁気吸引力が作用する。これに
よって、ロータ3を支持しているスピンドルシャフト8
を含む軸受け部の摩擦力が増加し、回転電動機のトルク
損失が増し効率が低下する。そこで、図67に示すよう
に、ブロック欠落部1b側の空隙g1とこれとは反対側
の空隙g2の関係がg2>g1となるようにロータ3を
偏心して取り付けることによって、等価的にブロック欠
落部1b側の磁束密度Bg1と反対側の磁束密度Bg2
を等しくすることが可能となり、不平衡磁気吸引力が小
さくなり、トルク損失を低減できる。これは、不平衡磁
気吸引力が空隙の磁束密度のアンバランスによって生
じ、空隙の磁束密度Bgの2乗に比例するためである。
タコアの一部にブロック欠落部1bを設けた場合に、ロ
ータ3をこのブロック欠落部1bの方向に偏心させて取
り付けることによって、不平衡磁気吸引力が小さくな
り、軸受け部に加わる負荷を低減することができ、軸ロ
スの増加を抑えることができる。この回転電動機は、直
線状に伸展可能なステータコアと、このステータコアに
巻き線された巻線と、ステータコアを収納し、かつ位置
決め固定する収納容器と、ステータコアと同心円状に設
けられたロータと、を備え、ステータコアにはブロック
欠落部が設けられ、ロータをこのブロック欠落部の方向
に偏心させる構成にしたので、不平衡磁気吸引力が小さ
くなり、トルク損失を低減できる。
よる回転電動機を図68で説明する。上記実施例41で
は、ブロック欠落部1bが存在する際にロータ3を偏心
させることによって、不平衡磁気吸引力を低減したが、
図68に示すように、ブロック欠落部1bとは反対側の
ブロック9rの空隙grを他の部分空隙gよりもgdだ
け大きくすることによっても同様の効果が得られる。
タコアの一部にブロック欠落部1bを設けた場合に、こ
のブロック欠落部1bと対向する位置のブロックの空隙
を他のブロックの空隙に比べて相対的に大きくすること
によって、不平衡磁気吸引力が小さくなり、軸受け部に
加わる負荷を低減することができ、軸ロスの増加を抑え
ることができる。この回転電動機は、直線状に伸展可能
なステータコアと、このステータコアに巻き線された巻
線と、ステータコアを収納し、かつ位置決め固定する収
納容器と、ステータコアと同心円状に設けられたロータ
と、を備え、ステータコアにはブロック欠落部が設けら
れ、このブロック欠落部とは反対側の位置のブロック空
隙を他のブロック空隙より大きくした構成にしたので、
不平衡磁気吸引力が小さくなり、トルク損失を低減でき
る。
よる回転電動機を図69及び図70で説明する。図69
はステータ部100の部分斜視図、図70は磁極ティー
ス15b,15cの内先端部15aとバックヨーク部2
18の根元までの長さLが一番短い中央部の磁極ティー
ス15bの断面図である。前記実施例37で説明したよ
うに、磁極ティース15b,15cを略平行に設けた場
合、各磁極ティース15b,15cに形成される磁路の
磁気抵抗が異なり、Lが短い磁極ティース15bを通過
する磁路の磁気抵抗が小さくなる。そこで、磁極ティー
ス15bにステータコア20を積層し固定するための抜
きかしめ部20cを設け、磁極ティース15bで抜きか
しめによるステータコア20の積層固定をする構成とす
ることによって、各磁極ティース15b,15cを通る
磁路の磁気抵抗を均一化することができる。これは、抜
きかしめを行うことによって磁極ティース15bに応力
が加わり磁極ティース15bの磁気特性が劣化するため
である。このように磁極ティースの長さが短い部分に抜
きかしめ部を設けることによって、磁気抵抗を均一化で
き、トルクリップルを低減することができる。
テータコアの各々のブロック9において磁極ティース1
5の長手方向(磁路方向)に長さが一番短い磁極ティー
ス15bに前記ステータコアを積層固定するための抜き
かしめ部20cを設けることによって、各磁極ティース
間の磁気抵抗の差が小さくなり、磁極ティース15の発
生磁界のアンバランスが低減され、トルクリップルが減
少する。
タ部100、ロータ3を平板状のベース40に取り付け
ていたが、図71に示すように例えばフレキシブルディ
スク駆動装置のフレーム140上に軸受け7を設け、こ
れにロータ3のスピンドルシャフト8が嵌合するように
取り付けられ、その後に、カバーホルダ230にステー
タ1が所望の形に成形収納されたステータ部100がネ
ジ60とネジ部141によって取付固定される構成とす
ることも可能である。この構成の場合、カバーホルダ2
30の下面とネジ部141の周辺部が当接し高さ方向の
位置決めがなされるようにしているが、ロータ3とステ
ータ1との高さ方向の位置精度を高めるためには、積層
ステータコア1aの下面とフレーム140の取付面が当
接するようにするのが良い。このように、ステータ1を
カバーホルダ230に収納しステータ部100として扱
えるようにすることによって、側壁等がある複雑な形状
のフレームにも取り付けられるようになり、回転電動機
のビルトイン構造が容易になる。
を図について説明する。図72はこの実施例によるモー
タの正面図であり、これがフロッピーディスクドライブ
やハードディスクドライブ等に利用される薄型形状を特
徴としたブラシレスモータとして形成されている。図に
おいて、1はステータ、2はステータ1の磁極ティース
15に巻かれたコイル、3はロータ、4はロータマグネ
ットである。また、ステータ1は、複数のステータ構成
部(ブロック)9が薄肉部10で連結された形状をして
いる。
層コア20の正面図、図74はその側面図であり、図に
示すように、プレス打ち抜きされた磁性材321の形状
は、複数個のステータ構成部9とこれらを連結する薄肉
部10が図72で示したステータ1と異なる形状となっ
ている。
性材321の形状は直線状であり、ステータ1の形状は
円状である。また、プレス打ち抜きされた磁性材321
は、複数枚を重ね合わせた状態として、積層コア20に
形成されている。なお、311は薄肉部10の両側に突
設された一対の突起である。
成した状態を示す正面図であり、図76はその側面図で
ある。コイル2は、例えば図83に示すように、直線状
の積層コア20に対向した位置に巻線機203を配置
し、1本または複数本の巻線ノズル21からマグネット
ワイヤ306を引き出し、磁極ティース15に巻付けて
いく。
るとことなく巻線機203が配置できるため、コイル2
を形成することが容易になり、高速・整列状態の高密度
に巻線を行うことが可能となる。また、複数のコア部9
にコイル2が巻かれる場合に、薄肉部10で積層コア2
0の各々のコア部9が連結されているため、コイル2の
渡り線25がコア部9間を切断することなく連続に巻く
ことが可能となり、コイル2間の接続処理が最小限とす
ることができる。
成した後、薄肉部10を変形させてステータ1の形状と
したものを示す正面図であり、図84は、折り曲げ治具
319にステータ1を押し当てながら薄肉部10を変形
させている途中経過を示している。
適正な位置関係にステータ1の形状を得た状態を示して
いる。これにより、積層コア20をばらばらに分割した
ものに比べると、積層コア20の部品点数を増やすこと
がなく、しかも小物のハンドリングを不用にできること
がわかる。
正面図、図79は図78の側面図であり、図73と異な
り薄肉部10の両側に突起としての各一対の磁路形成部
314が形成されている。そして、図80は図78の積
層コア20にコイル2を形成した状態を示し、図81は
図80の側面図である。さらに、図82は図84,85
と同じようにして、ステータ1の形状に薄肉部10を変
形させたものを示す。
ては、図77に示す薄肉部10の両側に配置された各対
の突起311や、図82に示す薄肉部101の両側に配
置された各対の磁路形成部314は、磁路を形成し、か
つ樹脂ピンまたはネジ等を挿入または螺入して構造体に
ステータ1を樹脂ピンやねじなどの締結部材で固定する
ためのC字状の切欠10aまたは円形状の孔10bなど
の締結部材挿入部を形成するようにしている。このた
め、積層コア20の複数個のコア部9をこれらの両端で
強固に支持固定することが可能となる。
1の他の実施例を示し、ここでは薄肉部10の近傍にブ
リッジ状に補強部309を連設している。また、図87
はコイル2(図示しない)の形成後に薄肉部10を補強
する補強部309を除去するようすを示したものであ
る。
れた磁性材321を、積層コア20のアニール熱処理や
巻線処理時のハンドリング時において、積層コア20の
薄肉部10が変形したり破損したりすることを防止する
ことが可能となる。なお、プレス打ち抜き工程におい
て、図86のようにプレス打ち抜きされる磁性材321
を配置することで、一体型コアに比べ、磁性材の板材を
有効に活用でき、プレス抜きの捨て材を減らすことがで
きる。
抜きされた薄肉部10の形成されている磁性材321
と、薄肉部10が形成されていない磁性材とが重ね合わ
された積層コア20の側面図であり、図89はその積層
コア20をステータ1の形状に変形したものの部分斜視
図であり、薄肉欠落部323が形成されている。このよ
うにすることで、積層コア20の積層枚数が多い場合に
おいても、薄肉部10を変形させて容易に折り曲げるこ
とができる。
た磁性材321では、両端部に固定部219を有し、こ
の固定部219は、孔または円状、C形状の切り欠きあ
るいは突起形状などの位置決め部とされ、このような形
状とすることで、積層コア20のハンドリングが容易と
なり、この固定部219を利用して、巻線における多数
の磁性材321からなる積層コア20の位置決め精度を
向上させることができる。
20を薄肉部10で折り曲げてステータ1の形状とした
ものを示し(ここではコイル2を省いて示してある)、
隣接する積層コア20のコア部9の対向する突起として
の磁路形成部314を密着または接近させ、YAGレー
ザ等でこれらの磁路形成部314間を積層方向の両端面
または片端面で溶着固定して溶接部324としてある。
図91はこの溶接部324の詳細を示す部分断面図であ
る。このように磁路形成部314を溶着固定すること
で、積層コア20のコア部9同志をさらに強固に固定す
ることができ、この積層コア20の一体構造の安定化と
上記磁路形成部314を中心とする構造物への取り付け
を堅固、確実なものとすることができる。
の一箇所または複数箇所で上電極325と下電極326
とにより、磁性材321の積厚方向に挟み、重ね合わせ
た複数枚の磁性材321に加圧した状態で大電流を通電
し、重ね合わせた複数枚の磁性材321の電流パス部を
自己発熱により溶着する状態を示し、これにより重ね合
わせた複数枚の磁性材321を一体に固着することがで
きる。スポット溶接の強度がかしめや接着に比べ大き
く、しかもスポット箇所を選ぶ自由度が大きいことが利
点である。
固着方法を示し、ここでは図93で示すように、重ね合
わせたプレス打ち抜きされた複数の磁性材321の一箇
所または複数箇所の突起311を、図94に示すよう
に、一箇所または複数箇所で上電極325と下電極32
6とにより積層方向に挟み、重ね合わせた複数枚の磁性
材321に加圧した状態で大電流を通電し、重ね合わせ
た複数枚の磁性材321の電流パス部を自己発熱により
溶着する。これにより、重ね合わせた複数枚の磁性材3
21を一体に固着することができる。図95はこの方法
による積層コア20の溶着固定部327を模式的に示
す。
1のさらにに他の固着方法を示し、プレス打ち抜きされ
た磁性材321の表面の一箇所または複数箇所には、図
96に示すように、僅かな凹凸突起部328が設けられ
ており、この凹凸部328は、プレス金型によって容易
に形成される。そして、かかる凹凸部328を設けたプ
レス打ち抜きされた磁性材321を、図97に示すよう
に複数枚重ね合わせ、凹凸部328の対応部位を積層コ
ア20の上下から上電極325と下電極326とにより
積厚方向に挟み、加圧しながら大電流を通電する。
流通電により局部的に自己発熱し、凹凸部328が溶着
固定部327で、図98に示すように互いに溶着し、重
ね合わせた複数枚の磁性材321が一体に固着される。
ィース15のコイル形成部を詳細に示す一部の破断図、
329はこの破断した状態を示すコイル形成部断面であ
り、例えば図100に示すように、プレス打ち抜きされ
た磁性材321の一部または全周部のプレス断面におけ
る角部が滑らかなアール形状330に成形されて、これ
らの磁性材321が複数枚重ね合わされている。
成形や樹脂ボビンや絶縁シートの熱溶着などの絶縁処理
を必要とすることなく、積層コアに直接または薄い塗装
被膜を塗布すことだけで、積層コアにマグネットワイヤ
を巻線することが可能となる。
面329の他の実施例を示すもので、プレス打ち抜きさ
れた磁性材321の一部または全周部のプレス断面の形
状が、半径の大きいアール形状部331と半径の小さい
アール形状部332で形成され、重ね合わせた複数枚の
積層方向両端面の磁性材321を積層方向の外側に半径
の大きいアール形状部331を配置している。
の半分以上の大きいアール形状を複数枚の積層方向の両
端面の磁性材を積層方向の外側に配置することを可能に
し、磁性材の板厚が薄い場合にも対応でき、積層コアに
直接または薄い塗装被膜を塗布することだけで、積層コ
アにマグネットワイヤを巻線することが可能となる。
他の実施例を示す部分斜視図および部分断面図であり、
図103では、コア部9に対応する位置の積層コア20
の上下面に絶縁材薄板333を接着してあり、図104
では上記コイル形成部断面329位置において、積層コ
ア20の上下面に絶縁材薄板333を接着した状態を示
す。
成形や樹脂ボビンや絶縁シートの熱溶着などの絶縁処理
をせずに、積層コア20にマグネットワイヤを巻線する
ことができる。
のさらに他の実施例を示す部分斜視図および部分断面図
であり、図105では、プレス打ち抜きされた複数枚の
磁性材321間の任意の位置に、絶縁材料としての絶縁
シートの間に導体の配線パターン335を配置したフィ
ルム状の配線用シート334を挟み込むように介在した
ものを示す。
挟み込んでいる状態を上記のコイル形成部断面329に
ついて示したものである。このようにして積層コア20
を形成することで、コイル2の端末線を配線用シート3
34の配線パターン335に直接接続処理ができること
となる。
また他の実施例を示す部分斜視図および部分断面図であ
り、図107で磁性材321と同等形状の磁性材基板3
36の表面に絶縁材料の薄膜と銅等の導電体の薄膜を予
め重ねて形成しておき、この導電体の薄膜のエッチング
処理により配線パターン335を形成し、これの上に絶
縁材料を塗布して形成した磁性材基板336を、積層コ
ア20の片端面に接着するものを示している。
積層コア20の上面に接着した状態を、上記コイル形成
部断面329に対応位置にて示したものである。このよ
うにして積層コア20を形成することで、コイル2の端
末線を磁性材基板336に直接接続処理ができることと
なり、積層コア20の薄形化を図れる。
数枚の磁性材が複数個のコア部とこれらを連結する薄肉
部で形成され、コイル形成後に上記薄肉部を折り曲げ
て、モータ等の磁路を形成するようにして、コイルの整
列、形成を容易化し、高速・高密度に巻線を行えるよう
にする。また、複数のコイルが巻かれる場合に、薄肉部
でコア部を連結しているために、コイルの端末線をコア
部間で切断することなく連続的に巻けるようにし、コイ
ル間の接続処理に要する作業を最小限にする。
薄肉部を折り曲げることによって互いに接合されて磁路
を形成するとともに、コア固定のための締結部挿入部を
形成する突起を設けるように構成したので、薄肉部付近
で積層コアをねじ等により構造体に確実に固定でき、か
つ各ステータ構成部を継ぐ磁路を容易に形成できるもの
が得られる効果がある。さらにまた、磁性材の薄肉部を
補強する補強部を設け、さらに薄肉部を折り曲げる際に
薄肉部を補強する補強部を除去できるようにし、プレス
抜きなどにおいて積層コアの薄肉部が変形や破損したり
することを防ぎ、また、アニール熱処理や巻線処理時の
ハンドリングの時において、薄肉部が変形することを防
止する。
肉部が形成されていない磁性材を重ね合わせることで、
積層枚数が多い場合においても、容易に薄肉部を折り曲
げられるようにする。さらに、薄肉部で連結された磁性
材の両端の2箇所に、穴または円状またはC形状の切り
欠きまたは突起を位置決め部として設けることで、ハン
ドリングを容易にし、また、巻線における位置決め精度
を向上させる。さらにまた、薄肉部で折り曲げることに
より、隣接する突起を密着または接近させた状態で薄肉
部両側の突起間を、YAGレーザ等を用いて積層方向の
両端面または片端面で溶着固定するように構成したの
で、積層コアのステータ構成部(ブロック)間を強固に
連結できる。
または複数箇所に電極等で積層方向に挟み、重ね合わせ
た複数枚の磁性材に加圧した状態で大電流を通電し、重
ね合わせた複数枚の磁性材の電流パス部を自己発熱によ
り溶着することで、重ね合わせた複数枚の磁性材を一体
に固着し、かしめ固定や接着固定することなく、確実か
つ容易に積層固定可能にする。また、プレス金型の中で
抜きかしめする場合に比べ、磁束の通り道を邪魔するこ
とがないため、磁気特性の良いコアが得られ、また、ス
ポット溶接の強度がかしめや接着に比べ大きいために、
スポット箇所を選ぶ自由度を大きくする。この積層コア
は、プレス打ち抜きされた複数枚の磁性材のプレス形状
の外周側の一箇所または複数箇所に突起を設け、重ね合
わせた複数枚の磁性材の突起部を電極等で積層方向に挟
み、複数枚の磁性材に加圧した状態で大電流を通電し、
突起部を局部的に自己発熱により溶着することで、重ね
合わせた複数枚の磁性材を一体に固着可能にし、上記電
極と上記突起部とを安定した接触面積で通電することを
可能にし、複数枚の磁性材の接合強度を安定化させる。
数枚の磁性材の表面の一箇所または複数箇所に凹凸部を
設け、重ね合わせた複数枚の磁性材の凹凸部を電極等で
積層方向に挟み加圧しながら大電流を通電し、その凹凸
部を局部的に自己発熱により溶着することで、重ね合わ
せた複数枚の磁性材を一体に固着可能にし、かしめ固定
や接着固定することなく、容易に積層固定可能にする。
プレス金型の中で抜きかしめする場合に比べ、磁束の通
り道を邪魔することがないようにし、磁気特性の良いコ
アが得られるようにする。また、プロジェクション溶接
の強度がかしめや接着に比べ大きいことにより、凹凸部
を選ぶ自由度を大きくする。プレス打ち抜きされた磁性
材の一部または全周部のプレス断面を滑らかなアールに
成形して、これらの複数枚の磁性材を重ね合わせること
で、積層コアに樹脂一体成形や樹脂ボビンや絶縁シート
の熱溶着などの絶縁処理を必要とすることなく、直接ま
たは薄い塗装被膜を塗布すことだけで、マグネットワイ
ヤを巻線することが可能となる。
れた磁性材の一部または全周部のプレス断面の形状が半
径の大きいアール形状と半径の小さいアール形状で形成
し、重ね合わせた複数枚の積層方向の両端面の磁性材を
積層方向の外側に半径の大きいアール形状を配置するこ
とで、磁性材の板厚の半分以上の大きいアール形状を複
数枚の積層方向の両端面の磁性材を積層方向の外側に配
置することを可能にし、磁性材の板厚が薄い場合にも損
傷にない巻線に対応可能にする。この積層コアは、プレ
ス打ち抜きされた複数枚の磁性材の積層方向の両端面に
絶縁材料の薄板を接着することで、樹脂一体成形や樹脂
ボビンや絶縁シートの熱溶着などの絶縁処理を必要とす
ることなく、マグネットワイヤを巻線可能にする。
れた複数枚の磁性材の任意の積層位置に、絶縁シートの
間に導体で配線パターンを配置したフィルム状の配線用
シートを挟み込むことで、コイルの端末線の接続処理を
容易に行えるようにする。この積層コアは、プレス打ち
抜きされた複数枚の磁性材の積層方向の片端面に、磁性
材の表面に絶縁材料の薄板と銅板等の導電体の薄板を接
着し配線パターンをエッチング処理して形成し、絶縁材
料を表面に塗布した基板を接着することで、コイルの端
末線の接続処理を容易化する。この積層コアの製造方法
は、配線パターンを持った磁性材基板を磁性材の一部と
して接着固定することで、コイルの端末線を処理できる
積層コアを容易に形成可能にする。
ア20の他の形成方法を示す説明図である。これは、例
えば、図110に示すように、プレス打ち抜きされ、か
つ軸線Lに対称の対となったティース15を持つ板状の
磁性材321を、一箇所(または複数箇所)で折曲げて
図109のように形成する。これにより、ティース15
を持った磁性材321周縁の打ち抜きによるかえり部h
を折り重ね側にし、だれ側gを外側に位置させることが
でき、コイル形成部の角部に丸みを持たせて、コイルの
損傷を回避可能にしている。さらに、図111のように
磁性材を積層した状態とする。そして、その一つまたは
複数の磁性材321を図112のように重ね合わせて積
層コア20を形成する。
された磁性材321の磁極ティース15を両側で折り返
し、その両側面をアール形状(円弧状)にし、さらにそ
の磁極ティース15を重ね合わせるようにして、図11
4に示すような積層コア20を形成してもよい。このよ
うにすることで、積層コア20のコイル形成部の断面の
角に丸みをもたせることができ、プレス打ち抜きによる
かえりをコイル形成部断面の角に位置させることがなく
なる。この結果、積層コア20の表面に直接または薄い
塗装被膜を塗布すことだけで、マグネットワイヤである
コイル2を巻線することが可能となる。この積層コア
は、プレス打ち抜きされた磁性材を一箇所または複数箇
所折り曲げて2枚の磁性材を積層した状態とすることに
より、打ち抜きによる磁性材周縁のかえり部がコイル側
に位置しないようにし、1つまたは複数の磁性材を重ね
合わせることで、樹脂一体成形や樹脂ボビンや絶縁シー
トの熱溶着などの絶縁処理を必要とすることなく、直接
または薄い塗装被膜を塗布すことだけで、積層コアにマ
グネットワイヤを巻線可能にする。この積層コアの製造
方法は、磁性材の折り曲げおよび積み重ねにて、簡単か
つローコストに積層コアを形成可能にする。
47によるACサーボモータの積層コア20の正面図で
ある。このACサーボモータは、自動機や産業用ロボッ
ト等に利用される小型高出力のブラシレスモータであ
る。なお、図125にこのACサーボモータの側面の断
面図を示し、図において、1はステータ、2はコイル、
3はロータ、4はロータマグネットである。
うに、プレス打ち抜きされた磁性材321の形状は、複
数個のコア部9とこれらを連結する薄肉部10が直線状
に繋がったものであり、例えば、図116で示すように
薄肉部10に対してブリッジになる一連の補強材309
を分離可能に配置してもよい。
コア部9のコイル形成部322や中性点処理部338や
コネクタ部339を積層コア20の所定部位に形成して
いる例を示している。なお、ここで用いる積層コア20
は、図88で示したように薄肉部10の形成されている
磁性材321と薄肉部10が形成されていない磁性材と
が重ね合わされている状態としてもよい。
に示すように、重ね合わせた磁性材321の一箇所また
は複数箇所に加圧した状態で大電流を通電し、重ね合わ
せた複数枚の磁性材321の電流パス部を自己発熱によ
り溶着する方法や、図96〜図98に示すようにプレス
打ち抜きされた磁性材321の表面の一箇所または複数
箇所に僅かな凹凸部328を設け、プレス打ち抜きされ
た磁性材321を複数枚重ね合わせ、凹凸部328を上
電極325と下電極326とにより積厚方向に挟み加圧
しながら大電流を通電する方法を用いることができる。
ように巻線機317の巻線ノズル316から送出される
マグネットワイヤの巻線を行ってコイル2を形成した状
態を示している。この巻線作業では、磁極ティース15
の回りに巻線ノズル316を周回させるとともに、巻線
ノズル316と積層コア20の位置関係を変化させるこ
とにより、整列したコイル形状を容易に得ることができ
る。なお、図124では積層コア20をインデックス治
具340に取り付けて巻線を行う場合を示している。
20を薄肉部10で折り曲げて、ステータ1を形成する
途中の状態を示し、図121は薄肉部10ですべてを十
分に折り曲げてステータ1の形状としたものを示す。こ
こで、3はロータである。積層コア20の折り曲げが完
了した状態において、図90に示すように、隣接する積
層コア20のコア部9の各磁路形成部314を密着また
は接近させて、YAGレーザ等で積層方向の両端面また
は片端面を溶着固定することで、積層コア20のコア部
9同志を強固に固定することができる。
0の形状をそれぞれ円弧状に突出する薄肉片10cとし
たり、コーナレスの薄肉円弧片10dに変えたことによ
り得られるステータ1の他の実施例を示す。この積層コ
アの製造方法は、積層コアの形成を、磁極ティースに対
するコイルの巻線後、折り曲げなどの簡単な作業にて容
易に実施可能にし、特性および構成の安定したステータ
を効率的に製造可能にする。
48による電機子モータの積層コア20を示す正面図で
ある。この電機子モータは、クリーナ等の電動送風機や
電動ドリル等に利用される小型高回転型のブラシ付きモ
ータであり、図134にこのうちの電動送風機の断面側
面図を示す。同図において、1はステータ、2はコイ
ル、3はロータ、343はブラケットである。
れた磁性材321の形状は、2個のコア部9と、2個の
継鉄部344と、これらを連結する薄肉部10が直列に
繋がったものである。なお、この磁性材321からなる
積層コア20は、図88で示したように薄肉部10の形
成されている磁性材と薄肉部10が形成されていない磁
性材が重ね合わされているものとしてもよい。
に示すように、重ね合わせた磁性材321の一箇所また
は複数箇所に加圧した状態で大電流を通電し、重ね合わ
せた複数枚の磁性材321の電流パス部を自己発熱によ
り溶着する方法や、図96〜図98に示すようにプレス
打ち抜きされた磁性材321の表面の一箇所または複数
箇所に僅かな凹凸部328を設け、プレス打ち抜きされ
た磁性材321を複数枚重ね合わせ、凹凸部328を上
電極325と下電極326で積層方向に挟み加圧しなが
ら大電流を通電する方法を用いることができる。
ス15にコイル2を形成したものを示し、図128はそ
のコイルの形成(巻装)方法を示す、この図128にお
いては、磁極ティース15の回りに巻線ノズル316を
周回させるとともに、巻線ノズル316と積層コア20
の位置関係を変化させることにより、整列したコイル形
状を容易に得るようにしている。
ース15にコイル2を形成した積層コア20の薄肉部1
0を折り曲げて、ステータ1の形状を形成する途中の状
態を示し、図130は薄肉部10のすべてを折り曲げて
ステータ1の形状としたものを示す。このように、薄肉
部10のすべての折り曲げが完了した状態において、図
90に示すように隣接する積層コア20のコア部9の磁
路形成部314を密着または接近させて、YAGレーザ
等で積層方向の両端面または片端面を溶着固定すること
で積層コア20のコア部9同志を強固に固定することが
できる。
ット343内に薄肉部10のすべてを折り曲げた状態に
て、ステータ1を圧入することで、積層コアを強固に固
定することもできる。
な薄肉部を折り曲げる途中の状態で、ロータ3を配置し
た後、次に図133のように薄肉部10のすべてを折り
曲げてステータの形状とし、ブラケット343内に薄肉
部10のすべてを上記のように折り曲げたステータ1を
圧入する。このようにすることで、コイル2を整列巻し
易いようにロータ3を包み込むようなコイル形状にで
き、モータの組立が可能となる。
層コア20を示す正面図である。積層コア20の磁路の
一部となる継鉄部344は、略U字状のコア部9に対し
て、図のように薄肉部10で連結され、コイル装着後に
U字状開口部を閉じるように折り曲げ可能となってい
る。積層固定の方法は、従来の抜きかしめや、図92に
示すように、上電極325および下電極326により、
重ね合わせた磁性材の一箇所または複数箇所を加圧した
状態で大電流を通電し、重ね合わせた複数枚の磁性材3
21の電流パス部を自己発熱により溶着する方法や、図
96〜図98に示すようにプレス打ち抜きされた磁性材
321の表面の一箇所または複数箇所に僅かな凹凸部3
28を設け、プレス打ち抜きされた磁性材321を複数
枚重ね合わせ、凹凸部328を上電極325と下電極3
26で積厚方向に挟み、加圧しながら大電流を通電する
方法を用いることができる。
コイル2を巻き線したものを、積層コア20の脚部に図
136および図137に示すように、挿入するととも
に、継鉄部344を閉じるように薄肉部10を変形させ
て、図138に示すように、積層コア20の磁路を形成
する。この状態において、図90に示すように隣接する
積層コア20の磁路形成部314を密着させて、YAG
レーザ等で積層方向の両端面または片端面を溶着固定す
ることで、積層コア20のコア部9同志を強固に固定す
ることができる。積層される磁性材を、略U字状のコア
部と、このコア部に連結されて、コイル装着後に上記U
字状開口部を閉じるように折り曲げ可能な薄肉部とから
構成したので、コイルを積層コアに差し込んだ後薄肉部
を折り曲げて磁路を形成し、トランスを容易、迅速に製
作可能にする。
は、直線状のコアを製作し、その後、直線状のコアに設
けられた複数のティースにコイルを形成し、かつ同相の
各ティース間を繋ぐ渡り線を切らずに直線状のコアの一
端から他端に向かって連続的に巻線し、巻線後、巻線さ
れた直線状のコアを屈曲成形するので、直線状のコアに
巻線を容易に行うことができる。
ぼ平行となるように保持した状態で、当該互いに平行な
複数のティースの相数分の磁極ティースを同時に巻回さ
せるので、巻線機の構成が簡略化されると共に、巻線の
生産性が向上する。
スを有する複数のコアと、磁極ティースを有さない複数
の継鉄部とを、交互に連結したステータ部と、ステータ
部に対向して配置されたロータ部とを有する回転電動機
において、継鉄部の両端には、当該継鉄部と磁極ティー
スとを連結する折り曲げ可能な薄肉部が設けられたの
で、巻線を容易に行うことができる。
複数の磁極ティースを一方向に並列に突出させて形成す
るとともに、前記複数の磁極ティースの先端部の間隔を
広狭させる方向に折り曲げ可能なコアを製作し、その
後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極ティース
の先端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で保持し
ながら、前記複数の磁極ティースに巻線を行い、巻線
後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極ティース
の先端部の間隔が狭まる方向に折り曲げて配置したの
で、巻線を容易に行うことができる。また、この発明に
係る巻線機は、折り曲げ可能なコアを前記複数の磁極テ
ィースの先端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で
保持しながら、前記複数の磁極ティースに巻線をするの
で、巻線を容易に行うことができる。
図である。
断面図である。
ある。
図である。
面図である。
の正面図である。
中の正面図である。
たステータコアの正面図である。
たステータコアの成形した状態の正面図である。
の正面図である。
の部分斜視図である。
15を示すステータの正面図である。
の側面断面図である。
視図である。
の正面図である。
のロータ対向面からの部分側面図である。
の斜視図である。
の正面図ある。
のロータ対向面からの部分側面図である。
面図である。
コアの正面図である。
テータコアに巻線した状態の正面図である。
示す巻線中の正面図である。
品の正面図である。
組立中の正面図である。
分解斜視図である。
コアの平面図である。
面図である。
形した状態を示す平面図である。
のカバーホルダを一部切り欠いた平面図である。
のカバーホルダを一部切り欠いた平面図である。
の要部斜視図である。
のカバーホルダを一部切り欠いた平面図である。
のカバーホルダを一部切り欠いた平面図である。
の要部斜視図である。
ルダの斜視図である。
タコアの拡大図である。
の要部斜視図である。
の平面図である。
部分斜視図である。
保持リングの固定手段を示す斜視図である。
保持リングの固定手段を示す斜視図である。
説明するための回転電動機の部分破断平面図である。
の部分破断平面図である。
磁気バランサとロタマグネットとの空隙依存性を示すグ
ラフ図である。
の部分破断平面図である。
サとステータの固定手段を示す斜視図である。
サとステータの固定手段を示す斜視図である。
の要部斜視図である。
の要部平面図である。
サ部の接合手段を示す斜視図である。
サ部の接合手段を示す斜視図である。
サ部の接合部形状及び接合手段を示す斜視図である。
について説明するためのステータのブロックの拡大図で
ある。
ブロックの拡大図である。
ブロックの拡大図である。
ブロックの拡大図である。
アへのコイル巻き線状態を示す平面図である。
吸引力を説明するための平面図である。
の要部平面図である。
の要部平面図である。
の要部斜視図である。
の装置への取付状態を示す分解斜視図である。
正面図である。
面図である。
る。
した積層コアを示す正面図である。
る。
肉部を変形させたステータを示す正面図である。
積層コアを示す正面図である。
る。
コイルを形成した積層コアを示す正面図である。
る。
積層コアの薄肉部を変形させたステータを示す正面図で
ある。
イルを形成している状態を示す説明図である。
した積層コアを折り曲げている状態を示す平面図であ
る。
態を示す平面図である。
レス打ち抜き状態を示す正面図である。
を示す説明図である。
による積層コアを示す正面図である。
である。
起同志を溶着固定した状態を示す部分斜視図である。
図である。
体に通電溶着する状態を示す説明図である。
体に通電溶着するための突起部を示す部分正面図であ
る。
起部を通電溶着する状態を示す説明図である。
着した積層コアを示す部分断面図である。
る積層コアの磁性材を示す部分斜視図である。
する状態を示す説明図である。
アを示す部分断面図である。
を示す部分斜視図である。
層コアを示す部分断面図である。
積層コアを示す部分断面図である。
積層コアを示す部分断面図である。
アを示す部分斜視図である。
面図である。
アを拡大して示す部分斜視図である。
面図である。
積層コアを示す部分斜視図である。
面図である。
り曲げ状態を示す説明図である。
形状を示す説明図である。
形状を示す説明図である。
層した状態を示す説明図である。
極ティースを折り曲げた状態を示す説明図である。
行った後の状態を示す説明図である。
示す正面図である。
アを示す正面図である。
中性点処理部やコネクタ部などを一体成形した状態を示
した図である。
成した状態を示す正面図である。
巻線する状態を示す正面図である。
いる状態を示す正面図である。
持ったモータを示す正面図である。
を示す正面図である。
モータを示す正面図である。
巻線する状態を示す正面図である。
ータを示す側面断面図である。
示す正面図である。
成した状態を示す正面図である。
状態を示した図である。
いる状態を示す正面図である。
了した状態を示す正面図である。
タを示す正面図である。
アを折り曲げている状態を示す正面図である。
タを示す正面図である。
を示す側面断面図である。
積層コアを示す正面図である。
入状態を示す正面図である。
したボビンを挿入する状態を示す正面図である。
示す正面図である。
る。
ある。
ある。
ある。
ある。
る。
析結果を示す図である。
とコイルを示す部分断面図である。
モータを示す正面図である。
を示す正面図である。
ク欠落部、1c バランサ保持部、2 コイル、2a
コイル、2b コイル、2c コイル、2t端末(コイ
ル)、3 ロータ、4 ロータ磁石、5 樹脂成形ハウ
ジング、6基板、7 軸受、8 スピンドルシャフト、
9 ブロック、9a 溶接部、9rブロック、10 薄
肉部、10a 切欠(締結部材挿入部)、10b 孔
(締結部材挿入部)、11 コモン端子部、12 コイ
ル端末部、13 渡り引っかけ部、14 ステータ固定
ピン、15 磁極ティース、15a 先端部、15b磁
極ティース、15c 磁極ティース、16 継鉄部、1
7 継鉄部コイル、18 切断後の薄肉部、19 段付
き突起、20 連結ステータコア、20a磁気バランサ
部、20b 突き合わせ部、20c 抜きかしめ部、2
1 巻線ノズル、22 一体成形樹脂、23 樹脂ピ
ン、24 切り起こし、25 渡り線、26 樹脂成形
品、27 溶着固定部、28 ロータ対向面、29 段
部、30 傾斜部、31 磁性材ワイヤ、32 ステー
タ保持機、33 ステータ組立治具、34 からげ用突
起、40 ベース、42 ネジ部、43 絶縁シート、
50 磁気バランサ、50a 溶接部、60 ネジ、8
0 ステータホルダ、81 コイル巻回部、82 保持
リング、83 ステータ挿入部、90 保持リング、9
1 溶接部、100 ステータ部、130 カバーホル
ダ、131 ハーフピアス、132 当て面、133
当て面、134 保持部、135 抜け止め、140
フレーム、141 ネジ部、201 電極、202 Y
AGレーザ、203 巻き線機、218 バックヨーク
部、218a 凹部、219 固定部(位置決め部)、
223 ロータホルダ、224 ハブ、230 カバー
ホルダ、230a バランサ取付部、230b バラン
サ押さえ部、231 当て面、232 当て面、233
当て面、234 仕切り部、235 支持ピン、23
6 支持ピン、237 抜け止め部、238 ウィンド
ウ、239 コイル端末処理部、239a 絡げ部、2
71 絶縁層、272 半田、309 補強部、311
突起、314 磁路形成部(突起)、321 磁性
材、328 凹凸部、330,331,332 アール
形状、333 絶縁材薄板、334 配線シート、33
5 配線パターン、336 磁性材基板。
Claims (4)
- 【請求項1】 歯部と歯部を歯状に取り付けた継鉄部と
をそれぞれ有する複数のコア部と、これら複数のコア部
が直線状に連結されるように複数のコア部の継鉄部の端
部を互いに連結する連結部とを有する磁性材を複数枚プ
レス打ち抜きし、 磁性材を複数枚プレス打ち抜きした後、前記プレス打ち
抜きした磁性材の前記歯部が重なるように前記複数の磁
性材を積層して積層した歯部により磁極ティースを形成
し、複数の磁極ティースが互いに並列であり、かつ、前
記連結部にてティース先端部が近づくように前記連結部
が屈曲可能な コアを製作し、コアの製作 後、複数の磁極ティースにコイルを形成する
にあたり、複数の磁極ティースが互いに並列となるよう
に保持した状態で、同相の各磁極ティース間を繋ぐ渡り
線を切らずに前記直線状のコアの一端から他端に向かっ
て並列に保持された複数の磁極ティースの同相の磁極テ
ィースに連続的に巻線し、 巻線後、複数の磁極ティースの先端が近づくようにコア
の連結部を屈曲させて、かつ、コアの両端にある継鉄部
の端部同士を接続して円形のステータを成形することを
特徴とする回転電動機の製造方法。 - 【請求項2】 磁極ティースを有する複数のコアと、磁
極ティースを有さない複数の継鉄部とを、交互に連結し
たステータ部と、前記ステータ部に対向して配置された
ロータ部とを有する回転電動機において、前記継鉄部の
両端には、当該継鉄部と前記コアとを連結する折り曲げ
可能な薄肉部が設けられたことを特徴とする回転電動
機。 - 【請求項3】 複数の磁極ティースを一方向に並列に突
出させて形成するとともに、前記複数の磁極ティースの
先端部の間隔を広狭させる方向に折り曲げ可能なコアを
製作し、その後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の
磁極ティースの先端部の間隔が広がる方向に折り曲げた
状態で保持しながら、前記複数の磁極ティースに巻線を
行い、巻線後、前記折り曲げ可能なコアを前記複数の磁
極ティースの先端部の間隔が狭まる方向に折り曲げて配
置することを特徴とする回転電動機の製造方法。 - 【請求項4】 複数の磁極ティースが一方向に並列に突
出され、前記複数の 磁極ティースの先端部の間隔を広狭
させる方向に折り曲げ可能なコアの磁極ティースにコイ
ルを形成する巻線機であって、 前記巻線機は、前記コアを前記複数の磁極ティースの先
端部の間隔が広がる方向に折り曲げた状態で保持するイ
ンデックス部を有し、磁極ティースの先端部の間隔が広
がる方向に折り曲げた状態で保持しながら前記複数の磁
極ティースに巻線を行うことを特徴とする巻線機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31717498A JP3307888B2 (ja) | 1993-11-08 | 1998-11-09 | 回転電動機及びその製造方法及び巻線機 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-278562 | 1993-11-08 | ||
JP27856293 | 1993-11-08 | ||
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